具身認(rèn)知理論視域下小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐研究

摘要：本研究以具身認(rèn)知理論為基礎(chǔ)，基于當(dāng)前小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的基礎(chǔ)，構(gòu)建了小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)框架，并以信息科技課程中的《智能停車系統(tǒng)》一課為例展開實(shí)踐，形成了培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐范式，以期為一線教師在教學(xué)中培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)提供參考。

關(guān)鍵詞：具身認(rèn)知理論；數(shù)字素養(yǎng)；信息科技；小學(xué)生教育

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）15-0097-05

引言

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的時(shí)代背景下，數(shù)字素養(yǎng)既是數(shù)字時(shí)代公民的基本素養(yǎng)，也是學(xué)生應(yīng)對(duì)數(shù)字化條件下的生活、學(xué)習(xí)所必備的品質(zhì)。提升學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)對(duì)推動(dòng)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。[1]目前，已有研究以具身認(rèn)知理論為支撐，融合新型信息技術(shù)教學(xué)手段，探究出具身認(rèn)知視角下的教學(xué)模式，并通過具體教學(xué)案例分析和驗(yàn)證其可行性。[2]也有學(xué)者在信息技術(shù)學(xué)科中運(yùn)用具身認(rèn)知理論構(gòu)建教學(xué)模型并結(jié)合案例進(jìn)行探討，驗(yàn)證了該教學(xué)設(shè)計(jì)模型能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、課堂參與度和參與水平，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，促進(jìn)學(xué)生元認(rèn)知的發(fā)展。[3]綜合已有研究，筆者發(fā)現(xiàn)從具身認(rèn)知視角出發(fā)，對(duì)小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)實(shí)踐做出系統(tǒng)性設(shè)計(jì)以及案例驗(yàn)證的相關(guān)研究不足。因此，本研究以小學(xué)生為研究對(duì)象，探討在具身認(rèn)知理論視域下培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的教學(xué)模式，并對(duì)信息科技課程中的具體案例進(jìn)行分析驗(yàn)證，旨在通過深入的教學(xué)實(shí)踐，總結(jié)有效的教學(xué)策略和方法，為小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)提供新的思路和途徑。

核心概念和理論基礎(chǔ)

1.具身認(rèn)知理論

具身認(rèn)知的中心觀點(diǎn)是：認(rèn)知、思維、記憶、學(xué)習(xí)、情感和態(tài)度等是身體作用于環(huán)境的活動(dòng)塑造出來的。從根本上講，心智是一種身體經(jīng)驗(yàn)，身體的物理體驗(yàn)制約了心智活動(dòng)的性質(zhì)和特征。心智基于身體、源于身體。[4]具身認(rèn)知極其強(qiáng)調(diào)感知與行動(dòng)構(gòu)成了一種回路的關(guān)系，認(rèn)為在感wN9Kk1KtFyFMo+9jnQwVqN/Mrgqx88L2eqFji5OZ1dY=知與行動(dòng)構(gòu)成的回路中，各種內(nèi)部和外部過程都是錯(cuò)綜復(fù)雜且循環(huán)往復(fù)地交纏在一起的。[5]其主張身體的知覺是行為產(chǎn)生的基礎(chǔ)，認(rèn)知是具體的個(gè)體在實(shí)時(shí)的環(huán)境中產(chǎn)生的。[6]相關(guān)研究指出，具身認(rèn)知活動(dòng)可分為即時(shí)性具身認(rèn)知活動(dòng)和結(jié)構(gòu)性具身認(rèn)知活動(dòng)。即時(shí)性具身認(rèn)知活動(dòng)是指學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中身體做出即時(shí)反饋的認(rèn)知活動(dòng)；結(jié)構(gòu)性具身認(rèn)知活動(dòng)是指學(xué)習(xí)者通過借助技術(shù)工具進(jìn)行的結(jié)構(gòu)化反思活動(dòng)。[7]

2.數(shù)字素養(yǎng)的定義與內(nèi)涵

關(guān)于數(shù)字素養(yǎng)，《提升全民數(shù)字素養(yǎng)與技能行動(dòng)綱要》提出：“數(shù)字素養(yǎng)與技能是數(shù)字社會(huì)公民學(xué)習(xí)工作生活應(yīng)具備的數(shù)字獲取、制作、使用、評(píng)價(jià)、交互、分享、創(chuàng)新、安全保障、倫理道德等一系列素質(zhì)與能力的集合。”這是我國首次對(duì)數(shù)字素養(yǎng)的內(nèi)涵進(jìn)行的權(quán)威界定。[8]信息科技教學(xué)能夠促進(jìn)數(shù)字素養(yǎng)的提升，《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》確定了信息科技課程核心素養(yǎng)的四個(gè)維度：信息意識(shí)、計(jì)算思維、數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新、信息社會(huì)責(zé)任。這四個(gè)維度既有各自的特征，又相互支持、相互滲透，共同促進(jìn)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能的提升。[9]

具身認(rèn)知理論視域下的小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)過程設(shè)計(jì)

具身認(rèn)知強(qiáng)調(diào)身體、心理與環(huán)境三者之間的交互，以及在這一交互過程中發(fā)生的“感知—行動(dòng)”循環(huán)，共同推動(dòng)了學(xué)習(xí)環(huán)境之生態(tài)隱喻的建立與發(fā)展。[10]在具身認(rèn)知理論視域下，進(jìn)行小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)必須充分利用環(huán)境作為中介，通過巧妙設(shè)計(jì)身體感知活動(dòng)，讓學(xué)生能夠有效地接受環(huán)境刺激，完成信息輸入。在這一過程中，有針對(duì)性地引導(dǎo)學(xué)生提煉數(shù)字信息，激發(fā)其數(shù)字意識(shí)，促進(jìn)數(shù)字化交流與合作，為他們更好地習(xí)得數(shù)字知識(shí)與技能創(chuàng)造有利條件。具身認(rèn)知理論的三元交互原理揭示了從身體感知到環(huán)境刺激后啟發(fā)思維的作用，而這種思維的啟發(fā)會(huì)反作用于學(xué)生的身體感知，最終通過肢體或語言表達(dá)呈現(xiàn)出思維的變化，形成可觀測(cè)的學(xué)習(xí)成果，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過程的多維度評(píng)估。

具身學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)框架如圖1所示。

在教學(xué)過程中，教師首先構(gòu)建一個(gè)沉浸式的情境環(huán)境，旨在為學(xué)生提供一個(gè)具體而生動(dòng)的學(xué)習(xí)背景。教師通過精心設(shè)計(jì)涵蓋視覺、聽覺、觸覺等感官維度的多感官具身感知活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生深入感知和提煉數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有意義輸入。這一階段旨在通過創(chuàng)設(shè)豐富的感知體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)字信息的積極關(guān)注和深度理解。隨后，教師通過問題鏈的構(gòu)建啟發(fā)學(xué)生的思維過程。問題的設(shè)計(jì)旨在促使學(xué)生在感知的基礎(chǔ)上展開思辨和分析，進(jìn)而推動(dòng)他們對(duì)數(shù)字信息進(jìn)行更深層次的理解和運(yùn)用。整個(gè)教學(xué)活動(dòng)將學(xué)生的感知和行動(dòng)之間的交互過程視為數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在感知和行動(dòng)之間不斷循環(huán)的動(dòng)態(tài)互動(dòng)，使數(shù)字素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅僅停留在信息感知階段，還涵蓋了對(duì)信息的主動(dòng)處理和行動(dòng)實(shí)踐的全面發(fā)展。最終，學(xué)生思維的變換在教學(xué)活動(dòng)中得以顯現(xiàn)，并通過他們具體的行為表現(xiàn)出來。這一過程是數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的最終體現(xiàn)，凸顯了學(xué)生在具身認(rèn)知活動(dòng)中不斷深化和實(shí)踐數(shù)字素養(yǎng)的過程。整體而言，這一教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生在多維度感知和主動(dòng)思維方面的相互促進(jìn)，為數(shù)字素養(yǎng)的全面發(fā)展提供了理論和實(shí)踐的支持。

具身學(xué)習(xí)理論視域下的教學(xué)實(shí)踐模型設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)環(huán)境和教學(xué)策略時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度思考和自我監(jiān)控，為他們提供適當(dāng)?shù)姆答伜鸵龑?dǎo)，以促進(jìn)知識(shí)的長期積累和升華。兩類具身認(rèn)知活動(dòng)在學(xué)習(xí)者認(rèn)知過程中發(fā)揮著截然不同的功能。即時(shí)性活動(dòng)更側(cè)重于學(xué)習(xí)過程中的即刻、直觀性反應(yīng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)信息的迅速感知和處理，體現(xiàn)在對(duì)學(xué)科知識(shí)的快速吸收和直觀性理解上。相較而言，結(jié)構(gòu)性活動(dòng)更側(cè)重于學(xué)習(xí)的回顧和反思階段，通過對(duì)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的深度反思和整理，以促進(jìn)對(duì)知識(shí)的長時(shí)期記憶和更高層次認(rèn)知的建構(gòu)。

本研究根據(jù)兩種具身認(rèn)知活動(dòng)類型構(gòu)建的具身認(rèn)知理論視域下的教學(xué)實(shí)踐模型由教學(xué)準(zhǔn)備、教學(xué)實(shí)施及教學(xué)反思三部分組成，如圖2所示。

1.教學(xué)準(zhǔn)備階段

該階段注重精細(xì)化的任務(wù)分解，主要集中于教學(xué)目標(biāo)的明確制訂、教學(xué)內(nèi)容的精心設(shè)計(jì)及教學(xué)技術(shù)的巧妙選擇。其目的在于在教育實(shí)踐中塑造一個(gè)緊密契合學(xué)科特性的具身學(xué)習(xí)環(huán)境，從而為學(xué)生的具身認(rèn)知活動(dòng)提供優(yōu)越的條件。通過深入挖掘?qū)W科標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生需求，明確具體可測(cè)量的教學(xué)目標(biāo)，使之既符合學(xué)科要求，又貼合學(xué)生的認(rèn)知水平，從而為后續(xù)教學(xué)活動(dòng)的順利展開奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。教學(xué)內(nèi)容的有機(jī)構(gòu)建需要深入分析課程大綱，將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)為一個(gè)有機(jī)整體，激發(fā)學(xué)生的學(xué)科興趣，提升其對(duì)知識(shí)體系的整體把握能力。教學(xué)技術(shù)的選擇需要確保其與教學(xué)目標(biāo)的契合度，促使學(xué)生深層次地參與學(xué)科知識(shí)的構(gòu)建。

2.教學(xué)實(shí)施階段

教學(xué)實(shí)施的核心在于即時(shí)性的感知機(jī)制，該機(jī)制注重學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)時(shí)感知與理解。教師首先通過設(shè)計(jì)精心構(gòu)思的學(xué)習(xí)活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的感知能力，使其在學(xué)習(xí)中能夠迅速而準(zhǔn)確地捕捉到關(guān)鍵信息，形成對(duì)知識(shí)的直觀認(rèn)識(shí)。其次，具身認(rèn)知的行動(dòng)機(jī)制強(qiáng)調(diào)學(xué)生在感知的基礎(chǔ)上通過行動(dòng)轉(zhuǎn)化和鞏固知識(shí)。由于教學(xué)實(shí)施階段的任務(wù)是在具體的學(xué)科背景下調(diào)動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知機(jī)制，促使其更為主動(dòng)地參與到知識(shí)的建構(gòu)中，因此，教師在設(shè)計(jì)具身學(xué)習(xí)任務(wù)前需要深刻理解學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以確保學(xué)習(xí)活動(dòng)既符合學(xué)科特點(diǎn)，又能夠滿足學(xué)生的認(rèn)知需求。

3.教學(xué)反思階段

該階段涉及結(jié)構(gòu)性具身認(rèn)知的過程，其著眼點(diǎn)在于系統(tǒng)性地審視和調(diào)整教學(xué)實(shí)踐，以確保教學(xué)的效果得以進(jìn)一步優(yōu)化。首要的反思任務(wù)包括對(duì)教學(xué)內(nèi)容的仔細(xì)審視。通過結(jié)構(gòu)性的認(rèn)知過程，教師能夠識(shí)別和理解教學(xué)內(nèi)容中的關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)、難點(diǎn)以及學(xué)科間的交叉點(diǎn)，為進(jìn)一步的優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。改善教學(xué)環(huán)境是結(jié)構(gòu)性具身認(rèn)知過程中的另一關(guān)鍵任務(wù)。通過對(duì)教學(xué)環(huán)境的系統(tǒng)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)其中的潛在問題并作出相應(yīng)的調(diào)整，創(chuàng)造一個(gè)更具啟發(fā)性和互動(dòng)性的學(xué)習(xí)場(chǎng)所。此外，合理使用技術(shù)也是結(jié)構(gòu)性具身認(rèn)知的重要組成部分。通過技術(shù)工具的審慎選擇和靈活運(yùn)用，為學(xué)生提供更為豐富、個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，推動(dòng)教學(xué)不斷適應(yīng)現(xiàn)代教育需求。

應(yīng)用案例

信息科技課程中的《智能停車系統(tǒng)》一課的設(shè)計(jì)與實(shí)施，旨在通過學(xué)生的親身參與、體驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息的深刻提煉、數(shù)字意識(shí)的生動(dòng)激發(fā)、數(shù)字知識(shí)技能的全面習(xí)得、計(jì)算思維的有機(jī)培養(yǎng)，以及數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的深入開展，從而形成對(duì)數(shù)字社會(huì)責(zé)任的積極培養(yǎng)。本課的教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)如下表所示，教學(xué)實(shí)踐流程如下。

1.創(chuàng)設(shè)情境

教師引入仿真案例模型，通過實(shí)際模擬操作，幫助學(xué)生深入理解數(shù)字信息的應(yīng)用。在此階段的目標(biāo)是通過實(shí)際情境的引入，激發(fā)學(xué)生對(duì)停車系統(tǒng)的濃厚興趣，并在實(shí)際操作中感知數(shù)字信息的生成和運(yùn)作。

2.整體感知

在本階段，教師幫助學(xué)生整體感知停車系統(tǒng)的工作原理，并提供實(shí)際項(xiàng)目的目標(biāo)。引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐活動(dòng)深入思考問題及解決措施，促使他們理解數(shù)字信息在實(shí)際項(xiàng)目中的具體應(yīng)用。

3.具身操作

學(xué)生在實(shí)踐過程中借助網(wǎng)絡(luò)畫板、在線學(xué)習(xí)平臺(tái)等技術(shù)手段，將不同學(xué)科知識(shí)相結(jié)合，探究停車系統(tǒng)的工作原理。通過使用圖形化編程軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，以生動(dòng)、直觀的方式幫助學(xué)生理解和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

4.具身建構(gòu)

在實(shí)踐中，教師介入輔助學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的知識(shí)整合，從而更好地理解智能停車系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制。將傳感器原理、編程邏輯等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)融入到智能停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施中，學(xué)生通過實(shí)際項(xiàng)目實(shí)施，深入思考問題并采取解決措施，完成對(duì)知識(shí)的內(nèi)化和應(yīng)用。

5.問題解決

在課程中，學(xué)生面臨一系列挑戰(zhàn)，需要運(yùn)用信息科技知識(shí)解決實(shí)際問題。首先，學(xué)生將面對(duì)傳感器選擇和調(diào)試的問題，通過比較不同傳感器的性能，選擇最適合的類型。其次，學(xué)生將學(xué)習(xí)編程邏輯，使用圖形化編程語言設(shè)計(jì)智能停車系統(tǒng)的控制程序，解決實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車和出行功能的問題。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生需要跨學(xué)科整合知識(shí)，將信息科技與數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科結(jié)合，以確保系統(tǒng)設(shè)計(jì)的全面性和合理性。隨后，通過實(shí)際模擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題。這一系列問題解決的過程培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實(shí)際應(yīng)用能力，使其在信息科技領(lǐng)域更具競爭力。

6.反思小結(jié)

在項(xiàng)目實(shí)施完成后，教師進(jìn)行歸納總結(jié)，引導(dǎo)學(xué)生回顧整個(gè)知識(shí)技能學(xué)習(xí)與項(xiàng)目實(shí)踐的過程。通過反思調(diào)整，學(xué)生鞏固內(nèi)化所學(xué)知識(shí)與技能，教師強(qiáng)調(diào)數(shù)字社會(huì)責(zé)任的理解，促進(jìn)學(xué)生在數(shù)字化學(xué)習(xí)中全面成長。

結(jié)語

本研究以具身認(rèn)知理論為基礎(chǔ)構(gòu)建了小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)框架和教學(xué)實(shí)踐模型，創(chuàng)新性地將具身認(rèn)知理論引入小學(xué)信息科技教學(xué)，通過重視學(xué)生的感知、行動(dòng)和認(rèn)知活動(dòng)，深化了教師對(duì)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)培養(yǎng)的理解。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳砥，李環(huán)，楊灑，等.教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下中小學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].中國教育學(xué)刊，2023（07）：28-33.

[2]張錚，杜東燕，袁加欣，等.具身認(rèn)知視角下互聯(lián)網(wǎng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室支持的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)[J].中國信息技術(shù)教育，2022（09）：83-87.

[3]陳興冶，李曼.面向具身認(rèn)知的信息技術(shù)學(xué)科教學(xué)模型設(shè)計(jì)[J].開放教育研究，2020，26（02）：111-119.

[4]葉浩生.身體與學(xué)習(xí)：具身認(rèn)知及其對(duì)傳統(tǒng)教育觀的挑戰(zhàn)[J].教育研究，2015，36（04）：104-114.

[5]Sporns，O.Embodied cognition[A].Carpenter G A，Grossberg S，Arbib A M. Handbook of brain theory and neural networks[C].Cambridge，MA：The MIT Press，2003：395-398.

[6]王靖，陳衛(wèi)東.具身認(rèn)知理論及其對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)與技術(shù)的應(yīng)用啟示[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2012，30（03）：88-93.

[7]鄭旭東，王美倩，饒景陽.論具身學(xué)習(xí)及其設(shè)計(jì)：基于具身認(rèn)知的視角[J].電化教育研究，2019，40（01）：25-32.

[8]李維明.從“信息素養(yǎng)”到“數(shù)字素養(yǎng)”：課程核心素養(yǎng)如何理解[J].中國信息技術(shù)教育，2023（20）：15-18.

[9]吳砥，郭慶，李環(huán)，等.義務(wù)教育信息科技課程核心素養(yǎng)的內(nèi)涵解析、價(jià)值定位與培養(yǎng)策略[J].課程·教材·教法，2023，43（03）：146-153.

[10]鄭旭東，王美倩.“感知—行動(dòng)”循環(huán)中的互利共生：具身認(rèn)知視角下學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建的生態(tài)學(xué)[J].中國電化教育，2016（09）：74-79.